1. Synchronized實現(xiàn)同步

• 同步普通方法趁窃，鎖當(dāng)前實例對象
• 同步靜態(tài)方法，鎖當(dāng)前類的Class對象
• 同步方法塊，鎖是Synchronized()里配置的對象

3. Synchronized在JVM中的實現(xiàn)原理
   JVM基于進(jìn)入和退出Monitor對象來實現(xiàn)同步。編譯后插入monitorenter到同步代碼塊開始的位置，monitorexit插入到方法結(jié)束處和異常處罐氨。monitor被持有后，進(jìn)入鎖定狀態(tài)滩援，當(dāng)線程執(zhí)行到monitorenter指令時栅隐，將嘗試獲取對象對應(yīng)的monitor所有權(quán)，既嘗試獲得對象的鎖玩徊。

synchronized 修飾的方法并沒有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令租悄，取得代之的確實是 ACC_SYNCHRONIZED 標(biāo)識，該標(biāo)識指明了該方法是一個同步方法恩袱，JVM 通過該 ACC_SYNCHRONIZED 訪問標(biāo)志來辨別一個方法是否聲明為同步方法泣棋，從而執(zhí)行相應(yīng)的同步調(diào)用。

在 Java 早期版本中畔塔，synchronized 屬于重量級鎖潭辈，效率低下，因為監(jiān)視器鎖（monitor）是依賴于底層的操作系統(tǒng)的 Mutex Lock 來實現(xiàn)的澈吨，Java 的線程是映射到操作系統(tǒng)的原生線程之上的把敢。如果要掛起或者喚醒一個線程，都需要操作系統(tǒng)幫忙完成谅辣，而操作系統(tǒng)實現(xiàn)線程之間的切換時需要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)換到內(nèi)核態(tài)技竟，這個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換需要相對比較長的時間，時間成本相對較高屈藐，這也是為什么早期的 synchronized 效率低的原因。慶幸的是在 Java 6 之后 Java 官方對從 JVM 層面對synchronized 較大優(yōu)化熙尉，所以現(xiàn)在的 synchronized 鎖效率也優(yōu)化得很不錯了联逻。JDK1.6對鎖的實現(xiàn)引入了大量的優(yōu)化，如自旋鎖检痰、適應(yīng)性自旋鎖包归、鎖消除、鎖粗化铅歼、偏向鎖公壤、輕量級鎖等技術(shù)來減少鎖操作的開銷。^[1]

4. Java對象頭
   存儲兩部分信息

• 對象自身的運(yùn)行時數(shù)據(jù)椎椰，
  • HashCode
  • GC分代年齡
  • 鎖狀態(tài)標(biāo)志
  • 是否偏向鎖標(biāo)記位
  • 偏向線程ID

這部分?jǐn)?shù)據(jù)的長度在32位和64位的虛擬機(jī)中分別為32bit和64bit厦幅，也叫做Mark Word】考慮到虛擬機(jī)的空間效率确憨，Mark Word被設(shè)計成一個非固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以便在極小的空間內(nèi)存儲盡量多的信息译荞。根據(jù)鎖狀態(tài)的不同存儲的信息也不同，見下圖所示：

在這里插入圖片描述

在32位的HotSpot虛擬機(jī)中休弃，對象未被鎖定的狀態(tài)下吞歼，Mark Word的32bit空間中的25bit用于存儲對象HashCode，4bit用于存儲對象分代年齡塔猾，2bit用于存儲鎖標(biāo)志位篙骡，1bit固定為0。
上圖也展示了在其他狀態(tài)下(輕量級鎖定丈甸、重量級鎖定糯俗、GC標(biāo)記、可偏向)下對象的存儲內(nèi)容老虫。

• 存儲指向方法區(qū)對象類型數(shù)據(jù)的指針叶骨，如果是數(shù)組對象的話，還會有一個額外的部分用于存儲數(shù)組長度祈匙。

重量級鎖叫重量級的原因忽刽，是因為在多線程競爭下，需要操作系統(tǒng)互斥量mutex夺欲，這種同步方式的成本非常高跪帝，包括系統(tǒng)調(diào)用引起的內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)切換、線程阻塞造成的線程切換等些阅。因此伞剑，后來稱這種鎖為“重量級鎖”。

6. 鎖的升級
   鎖有四種狀態(tài)市埋，從低到高依次是：無鎖狀態(tài)黎泣、偏向鎖狀態(tài)、輕量級鎖狀態(tài)和重量級鎖狀態(tài)缤谎。鎖可以升級不能降級抒倚。

• 輕量級鎖

  • 在代碼進(jìn)入同步塊時，如果同步對象沒有被鎖定坷澡，即Mark word處于無鎖狀態(tài)(鎖標(biāo)志位為“01”狀態(tài)托呕，是否為偏向鎖為“0”)，虛擬機(jī)將在當(dāng)前線程的棧幀中建立一個名為鎖記錄(Lock Record)的空間频敛，用于存儲鎖對象目前的Mark Word的拷貝项郊，官方把這個拷貝加了一個Displaced前綴，即Displaced Mark Word斟赚，這時候線程堆棧與對象頭的狀態(tài)如下圖所示

    
    
    在這里插入圖片描述

• 使用CSA操作將對象的Mark Word更新為指向Lock Record的指針着降，如果這個更新動作成功了，那么這個線程就擁有了該對象的鎖拗军。對象Mark Down的鎖標(biāo)志位(Mark Word的最后2bit)轉(zhuǎn)變成"00"鹊碍，這時候線程堆棧與對象頭的狀態(tài)如下所示：

  
  
  在這里插入圖片描述
• 如果更新操作失敗了厌殉，==虛擬機(jī)首先會檢查對象的Mark Word是否指向當(dāng)前線程的棧幀==。否則說明這個對象鎖已經(jīng)被其他線程占用了侈咕，這時候自旋等待公罕，如果還是沒有拿到鎖，輕量級鎖膨脹為重量級鎖耀销，鎖標(biāo)志的狀態(tài)值變?yōu)椤?0”楼眷，Mark Word中存儲的就是指向重量級鎖(互斥量)的指針，后面等待鎖的線程也要進(jìn)入阻塞狀態(tài)熊尉。

這里我的理解是這樣的罐柳，如果線程要獲取的對象鎖是處于無鎖狀態(tài)，那么到這一步更新操作失敗了狰住，已經(jīng)能夠說明是有別的線程在一起競爭张吉，這里的檢查Mark Word肯定是會指向別的線程的，不知道為什么書中和網(wǎng)上的資料都說第一步會檢查是否指向當(dāng)前線程催植。原因可能是如果當(dāng)前線程要獲取的對象鎖不是無鎖狀態(tài)肮蛹，而是處于偏向鎖狀態(tài)了，那么第一步肯定是檢查Mark Word是否指向了自己線程的棧幀创南，如果是伦忠，說明當(dāng)前線程已經(jīng)擁有了這個鎖了，直接進(jìn)入同步塊執(zhí)行稿辙。

Java Synchronized原理圖見下圖^[2]

在這里插入圖片描述

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1. https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/Java%E7%9B%B8%E5%85%B3/synchronized.md ?

2. https://ccqy66.github.io/2018/03/07/java%E9%94%81%E5%81%8F%E5%90%91%E9%94%81/ ?

3. https://segmentfault.com/a/1190000017037430 ?